CN219545046U - 一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，包括浮动清洗盘机构、左驱动机构、右驱动机构、浮动结构模块、后端全向轮机构、控制箱模块；涉及船舶清洗技术领域，采用关节铰接结构连接于机架的浮动清洗装置，实现自适应贴合的对船舶壁面进行喷水清洗，且越障能力好、过渡能力高；采用含带孔圆柱销穿过螺栓、弹簧压住、垫片和螺母配合使用固定，实现清洗盘机构的浮动灵活性、顺利越过障碍物、不会卡死，同时拆卸方便、便于检修维护；从而对船舶壁面进行自动清洗，代替人工作业，减少人工作业强度，降低悬吊高空作业的危险性，减小人工作业成本，提高清洗效率和清洗效果，适用于船舶高处作业环境，应用范围广。

Description

一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人

技术领域

本实用新型属于船舶清洗技术领域，具体为一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人。

背景技术

船舶作为主要货运设备，对船舶的检修维护、壁面清洗、舱内清洗、壁面除锈、舱内除锈越来越重要。船舶长期在海水中航行，存在大面积海水海风侵蚀腐蚀生锈和掉漆、表面生长海蛎子等海生物、污染船舱内货物等问题，腐蚀生锈和掉漆尤为严重。随着船舶货船工作时间加长，腐蚀生锈和掉漆、表面生长海蛎子等海生物、污染船舱内货物等情况会更严重，不仅影响船舶货舱的美观，而且对船舶壁面产生严重破坏，使得船舶的海风海水防侵蚀性能降低、使用寿命缩短、应力变形、船体结构强度降低、出现老化、开裂等现象，存在安全隐患。因此，船舶表面定期清洗工作非常重要。

目前，船舶清洗的主要方式是人工作业和清洗机器人。一般大多数采用人工高空清洗作业完成，作业人员通过高空悬吊在船舱中或船舶表面并手持清洗工具，从上至下对船舶进行人工除锈，存在着危险系数高、作业风险大、安全性低、劳动强度大、人工成本高、除锈成本高、清洗位置受限、清洗效率低、清洗周期长等问题。一部分采用清洗机器人，适合在船舶表面均匀或者小斜率的壁面爬行，无法与船舶壁面自适应、无法在有一定倾斜角度的凹凸壁面间过渡、无法多壁面之间的过渡，导致机器人自适应性差、越障能力差、过渡能力弱，从而降低机器人的清洗范围、清洗效率。

浮动清洗装置的爬壁机器人由于具有模块化、轻量化、智能化、结构紧凑、拆装方便、代替人工作业、清洗效果好、清洗效率高、清洗面积大、环境污染小、越障能力强、过渡能力高的特点，在船舶货舱清洗作业中得到广泛的应用。

专利《爬壁清洗机器人》(专利号：CN114834606A)，公布一种爬壁清洗机器人，包括第一驱动机构、第二驱动机构、清洗机构、机架、伸缩推杆、过渡轮机构。清洗机构，设置于机架前端，伸缩推杆与机架和清洗盘连接，伸缩推杆能够伸缩使清洗盘始终与清洗壁面贴合，但是整体结构不紧凑，机器人体积大。

专利《爬壁机器人》(专利号：CN113060251A)，公布一种爬壁机器人，包括机架、清洗机构、驱动机构、永磁万向轮、弧形磁铁。清洗机构，设置在机架上，用于对船舱进行清洗作业，但是整体外观不美观，过渡能力不强。

专利《船舶除锈爬壁机器人》(专利号：CN107117223A)，公布一种船舶除锈爬壁机器人，包括机架、驱动机构、真空清洗机构、吸附行走机构。真空清洗机构，包括水射流冲洗机构、浮动机构、真空罩、橡胶皮囊，用于对船舶货舱进行表面清洗作业。

以上所列三种结构相类似的清洗装置，诸多原因导致产品结构存在无法与船舶壁面自适应、无法在有一定倾斜角度的凹凸壁面间过渡、无法多壁面之间的过渡、清洗效果差、清洗效率低、清洗面积小、越障能力小、过渡能力弱、壁面适应能力低、浮动不灵活、结构不紧凑等问题。因此，设计一种利用铰接结构连接的浮动清洗盘机构进行船舶货舱清洗，能够在有一定倾斜角度的凹凸壁面间过渡、多壁面之间的过渡、清洗效果好、清洗效率高、越障能力好、过渡能力强、结构紧凑的一种浮动清洗装置的爬壁机器人，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，包括浮动清洗盘机构、左驱动机构、右驱动机构、浮动结构模块、后端全向轮机构、控制箱模块；

所述后端全向轮机构设置于机身后端底部，用于保持爬壁机器人后端行走的稳定性和吸附性；

所述控制箱模块设置于机身后端顶部，用于连接电源、接收遥控器信号，来控制机器人的行走轨迹；

所述左驱动机构、右驱动机构采用对称结构，分别设置于机身左右两侧，用于为爬壁机器人提供行走的动力；

所述浮动清洗盘机构设置于机身前侧，进行上下浮动用于适应船舶壁面，越过障碍面；

所述浮动结构模块对称设置有两个，分别设置于浮动清洗盘机构顶部左右两侧，用于连接机身和浮动清洗盘机构，以及越过船舶壁面障碍。

优选的，所述浮动清洗盘机构包括清洗盘,所述清洗盘外侧设有毛刷安装环，所述毛刷安装环底部设有毛刷,所述清洗盘顶部阵列设置有若干万向轮安装座，所述万向轮安装座远离清洗盘的一端设有万向轮。

优选的，所述浮动结构模块包括与机身固定连接的一个机架、与清洗盘固定连接的两个支座，所述支座顶部通过销轴连接有连接座，且形成一定可转动角度，连接座中心处穿插设有铰接销轴，所述铰接销轴的无螺纹一端穿过连接座形成铰接，有螺纹的一端穿过机架，并通过大平垫和大螺母(1-13)固定。

优选的，两个所述连接座远离支座的一端顶部设有固定座，两个所述连接座远离支座的一端插设有带孔圆柱销，螺栓依次穿过带孔圆柱销的孔位、固定座，螺栓上端套设有弹簧，并通过两个小螺母和一个小平垫在螺栓上端螺纹处拧紧。

优选的，所述固定座穿过机架，并通过四个中螺钉固定在滑动座上，可随着滑动座进行上下滑动，同时一个大螺钉穿过机架,其螺纹端拧进固定座，两个小螺钉穿过机架顶靠在固定座的上端，用于调整上下浮动距离。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中，采用关节铰接结构连接于机架的浮动清洗装置，实现自适应贴合的对船舶壁面进行喷水清洗，且越障能力好、过渡能力高；采用含带孔圆柱销穿过螺栓、弹簧压住、垫片和螺母配合使用固定，实现清洗盘机构的浮动灵活性、顺利越过障碍物、不会卡死，同时拆卸方便、便于检修维护；采用滑动座带动固定座一起上下浮动，实现浮动清洗盘的灵敏性、可以在初始位置时调整找平，并与水平面进行误差补偿。从而对船舶壁面进行自动清洗，代替人工作业，减少人工作业强度，降低悬吊高空作业的危险性，减小人工作业成本，提高清洗效率和清洗效果，适用于船舶高处作业环境，应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的浮动清洗盘机构结构示意图；

图3为本实用新型的浮动结构模块结构示意图；

图4为本实用新型的铰接销轴结构示意图；

图中：1、浮动清洗盘机构；

1-1、清洗盘；1-2、毛刷；1-3、毛刷安装环；1-4、万向轮；1-5、万向轮安装座；1-6、支座；1-7、连接座；1-8、固定座；1-9、滑动座；1-10、弹簧；1-11、铰接销轴；1-12、带孔圆柱销；1-13、大螺母；1-14、大平垫；1-15、小螺母；1-16、小平垫；1-17、大螺钉；1-18、中螺钉；1-19、小螺钉；1-20、机架；1-21、螺栓；

2、左驱动机构；

3、右驱动机构；

4、浮动结构模块；

5、后端全向轮机构；

6、控制箱模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：

一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，如图1-4所示，包括浮动清洗盘机构1、左驱动机构2、右驱动机构3、浮动结构模块4、后端全向轮机构5、控制箱模块6；

后端全向轮机构5设置于机身后端底部，用于保持爬壁机器人后端行走的稳定性和吸附性；

控制箱模块6设置于机身后端顶部，用于连接电源、接收遥控器信号，来控制机器人的行走轨迹；

左驱动机构2、右驱动机构3采用对称结构，分别设置于机身左右两侧，用于为爬壁机器人提供行走的动力；

浮动清洗盘机构1设置于机身前侧，进行上下浮动用于适应船舶壁面，越过障碍面；

浮动结构模块4对称设置有两个，分别设置于浮动清洗盘机构1顶部左右两侧，用于连接机身和浮动清洗盘机构1，以及越过船舶壁面障碍。

在一种可能的实施方式中，浮动清洗盘机构1包括清洗盘1-1,清洗盘1-1外侧设有毛刷安装环1-3，毛刷安装环1-3底部设有毛刷1-2,清洗盘1-1顶部阵列设置有若干万向轮安装座1-5，万向轮安装座1-5远离清洗盘1-1的一端设有万向轮1-4。

在一种可能的实施方式中，浮动结构模块4包括与机身固定连接的一个机架1-20、与清洗盘1-1固定连接的两个支座1-6，支座1-6顶部通过销轴连接有连接座1-7，且形成一定可转动角度，连接座1-7中心处穿插设有铰接销轴1-11，铰接销轴1-11的无螺纹一端穿过连接座1-7形成铰接，有螺纹的一端穿过机架1-20，并通过大平垫1-14和大螺母1-13固定。

在一种可能的实施方式中，两个连接座1-7远离支座1-6的一端顶部设有固定座1-8，两个连接座1-7远离支座1-6的一端插设有带孔圆柱销1-12，螺栓1-21依次穿过带孔圆柱销1-12的孔位、固定座1-8，螺栓1-21上端套设有弹簧1-10，并通过两个小螺母1-15和一个小平垫1-16在螺栓1-21上端螺纹处拧紧。

在一种可能的实施方式中，固定座1-8穿过机架1-20，并通过四个中螺钉1-18固定在滑动座1-9上，可随着滑动座1-9进行上下滑动，同时一个大螺钉1-17穿过机架1-20,其螺纹端拧进固定座1-8，两个小螺钉1-19穿过机架1-20顶靠在固定座1-8的上端，用于调整上下浮动距离。

在一种可能的实施方式中，浮动清洗盘机构4的安装方式是铰接结构，整个铰接结构由支座1-6、连接座1-7、固定座1-8、滑动座1-9、弹簧1-10、铰接销轴1-11、带孔圆柱销1-12组成，能够提高清洗盘上下浮动能力、越障能力、过渡能力。

在一种可能的实施方式中，铰接销轴1-11材质为SUS630,一端是螺纹，另一端非螺纹，起到对所述连接座的转动角度的固定限制作用。

在一种可能的实施方式中，弹簧1-10材质为不锈钢，向上浮动时被压缩、向下浮动时被拉伸，起到被拉伸或被压缩的作用。可实现对船舶壁面自适应清洗，浮动性和灵活性得到很大提高，不存在卡死现象。

在一种可能的实施方式中，铰接销轴1-11采用大螺母1-13和大平垫1-14进行调整固定；所述弹簧，采用小螺母1-15和小平垫1-16进行调整固定，结构简单稳定紧凑、便于安装拆卸调整。

在一种可能的实施方式中，采用滑动座1-9带动固定座1-8一起上下浮动，实现浮动清洗盘的灵敏性、可以在初始位置时调整找平，并与水平面进行误差补偿。

工作原理，参照图1-4，毛刷安装环1-3绕在清洗盘1-1的外圈，毛刷1-2通过固定在毛刷安装环1-3的正下端，用来清洗船舱壁面。万向轮1-4安装在万向轮安装座1-5一端的下端，另一端固定在清洗盘1-1的上端，四个均匀对称分布。支座1-6固定在清洗盘1-1的上端，另一端通过销轴与连接座1-7连接，且形成一定可转动角度。铰接销轴1-11的无螺纹一端穿过连接座1-7的中间位置形成铰接，有螺纹的一端穿过机架1-20，用大平垫1-14和大螺母1-13在螺纹端固定拧紧，也可以拧松调整。带孔圆柱销1-12穿过连接座1-7，卡在里面。螺栓1-21穿过带孔圆柱销1-12的孔位，再穿过固定座1-8，套上弹簧1-10，用2个小螺母1-15和1个小平垫1-16在螺栓1-21上端螺纹处拧紧，或者拧松调整。固定座1-8穿过机架1-20，用4个中螺钉1-18固定在滑动座1-9上，可随着滑动座1-9进行上下轻微滑动，同时1个大螺钉1-17穿过机架1-20,螺纹端拧进固定座1-8，2个小螺钉1-19穿过机架1-20顶靠在固定座1-8的上端，用于调整上下浮动距离。当浮动清洗盘机构1靠近船舱壁面障碍物时，前端2个万向轮1-4先靠近越过障碍物，此时清洗盘1-1前端会向上抬起，带动支座1-6抬起，连接座1-7下端会下压，上端翘起，向上顶着固定座1-8，此时弹簧1-10被压缩。当浮动清洗盘机构1顺利通过船舱壁面障碍物后，此时清洗盘1-1前端会向下落下，带动支座1-6落下，连接座1-7下端会抬起，上端落下，向下拉着固定座1-8，此时弹簧1-10被拉伸。浮动清洗盘机构1和浮动结构模块4一起行成的浮动清洗装置，实现对船舶壁面的自适应贴合清洗，且越障能力好、过渡能力高、清洗效率高、清洗效果好。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，其特征在于：包括浮动清洗盘机构(1)、左驱动机构(2)、右驱动机构(3)、浮动结构模块(4)、后端全向轮机构(5)、控制箱模块(6)；

所述后端全向轮机构(5)设置于机身后端底部，用于保持爬壁机器人后端行走的稳定性和吸附性；

所述控制箱模块(6)设置于机身后端顶部，用于连接电源、接收遥控器信号，来控制机器人的行走轨迹；

所述左驱动机构(2)、右驱动机构(3)采用对称结构，分别设置于机身左右两侧，用于为爬壁机器人提供行走的动力；

所述浮动清洗盘机构(1)设置于机身前侧，进行上下浮动用于适应船舶壁面，越过障碍面；

所述浮动结构模块(4)对称设置有两个，分别设置于浮动清洗盘机构(1)顶部左右两侧，用于连接机身和浮动清洗盘机构(1)，以及越过船舶壁面障碍。

2.如权利要求1所述的一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，其特征在于：所述浮动清洗盘机构(1)包括清洗盘(1-1),所述清洗盘(1-1)外侧设有毛刷安装环(1-3)，所述毛刷安装环(1-3)底部设有毛刷(1-2),所述清洗盘(1-1)顶部阵列设置有若干万向轮安装座(1-5)，所述万向轮安装座(1-5)远离清洗盘(1-1)的一端设有万向轮(1-4)。

3.如权利要求2所述的一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，其特征在于：所述浮动结构模块(4)包括与机身固定连接的一个机架(1-20)、与清洗盘(1-1)固定连接的两个支座(1-6)，所述支座(1-6)顶部通过销轴连接有连接座(1-7)，且形成一定可转动角度，连接座(1-7)中心处穿插设有铰接销轴(1-11)，所述铰接销轴(1-11)的无螺纹一端穿过连接座(1-7)形成铰接，有螺纹的一端穿过机架(1-20)，并通过大平垫(1-14)和大螺母(1-13)固定。

4.如权利要求3所述的一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，其特征在于：两个所述连接座(1-7)远离支座(1-6)的一端顶部设有固定座(1-8)，两个所述连接座(1-7)远离支座(1-6)的一端插设有带孔圆柱销(1-12)，螺栓(1-21)依次穿过带孔圆柱销(1-12)的孔位、固定座(1-8)，螺栓(1-21)上端套设有弹簧(1-10)，并通过两个小螺母(1-15)和一个小平垫(1-16)在螺栓(1-21)上端螺纹处拧紧。

5.如权利要求4所述的一种带有浮动清洗装置的爬壁机器人，其特征在于：所述固定座(1-8)穿过机架(1-20)，并通过四个中螺钉(1-18)固定在滑动座(1-9)上，可随着滑动座(1-9)进行上下滑动，同时一个大螺钉(1-17)穿过机架(1-20),其螺纹端拧进固定座(1-8)，两个小螺钉(1-19)穿过机架(1-20)顶靠在固定座(1-8)的上端，用于调整上下浮动距离。